JP6970185B2 - 供給原料炭化水素を石油化学製品へ転換するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
生成物収率は、水素化処理されたアラブ軽質原油を供給原料として利用する蒸気分解装置パイロットプラントでの実験によって決定された。表2Aは、水素化処理前後の供給原料として利用されるアラブ軽質原油を示す。水素処理されたアラブ原油を540℃で予め切断して、供給原料から高沸点留分を除去して、対流ゾーンと熱分解ゾーンとの間の従来の蒸気分解装置ユニットで利用される気液分離装置の効果をシミュレートした。試験には840℃のコイル流出口温度の分解過酷度を使用した。比較例Aの生成物収率を表2Bに示す。
表2Aの原油供給原料を2つの留分に分離し、続いて蒸気分解装置ユニットおよび高過酷度流動接触分解反応器ユニットでそれぞれ処理した、図1および2に示す反応器システムについて生成物収率をコンピュータモデル化した。高過酷度流動接触分解反応をHS−FCC ASPENシミュレーションを使用してコンピュータモデル化し、蒸気分解反応をSPYROでモデル化した。このモデルは、アラブ軽質原油が345℃(HS−FCC反応器で処理された)超および345℃(蒸気分解装置で処理された)未満の沸点を有する留分に分離されることに基づいた。このモデルは、HS−FCC反応器に供給される留分を、水素化処理して、HS−FCC反応器におけるその分解前に窒素、硫黄、および金属の一部を除去することで構成された。水素化処理後の供給物の組成は、パイロットプラントで実験的に決定され、比較例Aに関して表2Aに示されたものと同じであった。モデルは、nC2、nC3、およびnC4を再循環させて蒸気分解セクションで消滅させた。SPYROシミュレーションは、840℃のコイル流出口温度、253.852メガパスカル(MPa)の流入口圧力、0.7の蒸気対油比、0.233秒の滞留時間、および187.712メートル/秒(m/s)の流出口速度で構成された。表3は、実施例1の統合された分解スキームの生成物収率を示し、表4は、蒸気分解装置で分解された低沸点留分の生成物収率を示し、表5は、HS−FCCで分解された高沸点留分の生成物収率を示す。
原油供給原料を2つの留分に分離し、続いて蒸気分解装置ユニットおよび高過酷度流動接触分解反応器ユニットでそれぞれ、水素化処理を利用することなく処理した、図3に示す反応器システムについて生成物収率をモデル化した。統合されたシステムは、600℃および約30の触媒対油比のベンチスケールダウン流動接触分解ユニットを使用して観測された高過酷度流動接触分解反応データ、ならびに実施例1に開示されたのと同じプロセスパラメータを利用するSPYROのモデルによって作成された蒸気分解反応データを用いてASPENでモデル化された。このモデルは、軽質アラブ原油が350℃(HS−FCC反応器で処理された)超および350℃(蒸気分解装置で処理された)未満の沸点を有する留分に分離されることに基づいた。モデルが実施された供給原料は、水素化処理を行わない表2Aのアラビア軽質原油であった。このモデルは、nC2、nC3、およびnC4を再循環して、840℃のコイル流出口温度および0.5の蒸気対油比の分解過酷度を有する蒸気分解セクションで消滅させた。表6は、蒸気分解装置中で分解された低沸点留分の生成物収率を示し、表7は、HS−FCC中で分解されたより高沸点留分の生成物収率を示す。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態1
供給原料炭化水素を処理する方法であって、
前記供給原料炭化水素を低沸点炭化水素留分と高沸点炭化水素留分とに分離することと、
接触分解流出物を形成するように、高過酷度流動接触分解反応器ユニットにおいて前記高沸点炭化水素留分を分解することと、
蒸気分解流出物を形成するように、蒸気分解装置ユニットにおいて前記低沸点炭化水素留分を分解することと、
2つ以上の石油化学製品を形成するように、前記接触分解流出物または前記蒸気分解流出物の一方または両方を分離することと、
を含む、方法。
実施形態2
前記供給原料炭化水素が、原油を含む、実施形態1に記載の方法。
実施形態3
前記石油化学製品のうちの1つが、メタン、エテン、プロペン、ブテン、またはブタジエンのうちの1つ以上を含む、実施形態1または2に記載の方法。
実施形態4
前記高過酷度流動接触分解反応器ユニットにおいて前記重質粗留分が分解される前に、前記高沸点炭化水素留分を水素処理することをさらに含み、前記水素化処理が、前記高沸点炭化水素留分中の硫黄、金属、芳香族化合物、および窒素のうちの1つ以上の含有量を減少させることを含む、実施形態1〜3のいずれか一項に記載の方法。
実施形態5
前記高過酷度流動接触分解反応器ユニットに導入される前に、前記高沸点炭化水素留分を水素と合流させることをさらに含む、実施形態4に記載の方法。
実施形態6
前記高沸点炭化水素留分と合流する水素の少なくとも一部が、再循環されるように石油化学製品である、実施形態5に記載の方法。
実施形態7
供給原料炭化水素が、フラッシングにより、前記低沸点炭化水素留分と前記高沸点炭化水素留分とに分離される、実施形態1〜6のいずれか一項に記載の方法。
実施形態8
前記低沸点炭化水素留分の含有物が、400℃以下の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分の含有物が、少なくとも180℃の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分の含有物の前記沸点が、前記低沸点炭化水素留分の含有物の前記沸点よりも高い、実施形態1〜7のいずれか一項に記載の方法。
実施形態9
分解された前記高沸点炭化水素留分が、
少なくとも17重量百万分率の金属、
少なくとも135重量百万分率の硫黄、および
少なくとも50重量百万分率の窒素
のうちの1つ以上を含む、実施形態1〜8のいずれか一項に記載の方法。
実施形態10
前記接触分解流出物と前記蒸気分解流出物とを合流させることをさらに含む、実施形態1〜9のいずれか一項に記載の方法。
実施形態11
第1の分離器を用いて前記接触分解流出物からナフサを分離することと、
前記ナフサと前記蒸気分解流出物とを合流させることと、
をさらに含む、実施形態1〜10のいずれか一項に記載の方法。
実施形態12
供給原料炭化水素を処理するための方法であって、
供給原料炭化水素を低沸点炭化水素留分流と高沸点炭化水素留分流とに分離する供給原料炭化水素分離器に、前記供給原料炭化水素流を導入することと、
前記高沸点炭化水素留分流を分解して接触分解流出物流を形成する高過酷度流動接触分解反応器ユニットに、前記高沸点炭化水素留分流を通すことと、
前記低沸点炭化水素留分流を分解して蒸気分解流出物流を形成する蒸気分解装置ユニットに、前記低沸点炭化水素留分流を通すことと、
2つ以上の石油化学製品流を形成するように、前記接触分解流出物流または前記蒸気分解流出物流の一方または両方を分離することと、
を含む、方法。
実施形態13
前記供給原料炭化水素流が、原油を含む、実施形態12に記載の方法。
実施形態14
前記石油化学製品流のうちの1つがブテンを含む、実施形態12または13に記載の方法。
実施形態15
前記高沸点炭化水素留分を、前記流動接触分解反応器ユニットの上流に位置する水素化処理ユニットに通すことをさらに含み、硫黄含有量、金属含有量、芳香族化合物、または窒素含有量のうちの1つ以上が、前記高沸点炭化水素留分が前記流動接触分解反応器ユニットに導入される前に、前記水素処理ユニット中の前記重質粗留分において減少する、実施形態12〜14のいずれか一項に記載の方法。
実施形態16
前記高過酷度流動接触分解反応器ユニットの上流に位置する水素化処理ユニットに導入される前に、前記高沸点炭化水素留分流を水素流と合流させることをさらに含む、実施形態15に記載の方法。
実施形態17
前記高沸点炭化水素留分流と合流させる前記水素流中の水素の少なくとも一部が、それが再循環されるように石油化学製品流からのものである、実施形態16に記載の方法。
実施形態18
前記供給原料炭化水素が、フラッシングにより、前記低沸点炭化水素留分流と前記高沸点炭化水素留分とに分離される、実施形態12〜17のいずれか一項に記載の方法。
実施形態19
前記低沸点炭化水素留分流の含有物が、400℃以下の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分流の含有物が、少なくとも280℃の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分流の含有物の前記沸点が、前記低沸点炭化水素留分流の含有物の前記沸点よりも高い、実施形態12〜18のいずれか一項に記載の方法。
実施形態20
分解される前記高沸点炭化水素留分流が、
少なくとも17重量百万分率の金属、
少なくとも135重量百万分率の硫黄、および
少なくとも50重量百万分率の窒素
のうちの1つ以上を含む、実施形態12〜19のいずれか一項に記載の方法。
実施形態21
前記接触分解流出物流と前記蒸気分解流出物流とを合流させることをさらに含む、実施形態12〜20のいずれか一項に記載の方法。
実施形態22
第1の分離器を用いて前記接触分解流出物からナフサを分離して、ナフサ流を形成することと、
前記ナフサ流と前記蒸気分解流出物流とを合流させることと、
をさらに含む、実施形態12〜21のいずれか一項に記載の方法。
Claims (23)
- 供給原料炭化水素を処理する方法であって、
前記供給原料炭化水素を低沸点炭化水素留分と高沸点炭化水素留分とからなる2つの流れに分離することと、
接触分解流出物を形成するように、高過酷度流動接触分解反応器ユニットにおいて前記高沸点炭化水素留分を分解することと、
蒸気分解流出物を形成するように、蒸気分解装置ユニットにおいて前記低沸点炭化水素留分を分解することと、
2つ以上の石油化学製品を形成するように、前記接触分解流出物または前記蒸気分解流出物の一方または両方を分離することと、
を含む、方法。 - 前記供給原料炭化水素が、原油を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記石油化学製品のうちの1つが、メタン、エテン、プロペン、ブテン、またはブタジエンのうちの1つ以上を含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記高過酷度流動接触分解反応器ユニットにおいて前記重質粗留分が分解される前に、前記高沸点炭化水素留分を水素処理することをさらに含み、前記水素化処理が、前記高沸点炭化水素留分中の硫黄、金属、芳香族化合物、および窒素のうちの1つ以上の含有量を減少させることを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記高過酷度流動接触分解反応器ユニットに導入される前に、前記高沸点炭化水素留分を水素と合流させることをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記高沸点炭化水素留分と合流する水素の少なくとも一部が、再循環されるように石油化学製品である、請求項5に記載の方法。
- 供給原料炭化水素が、フラッシングにより、前記低沸点炭化水素留分と前記高沸点炭化水素留分とに分離される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記低沸点炭化水素留分の含有物が、400℃以下の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分の含有物が、少なくとも180℃の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分の含有物の前記沸点が、前記低沸点炭化水素留分の含有物の前記沸点よりも高い、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 分解された前記高沸点炭化水素留分が、
少なくとも17重量百万分率の金属、
少なくとも135重量百万分率の硫黄、および
少なくとも50重量百万分率の窒素
のうちの1つ以上を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記接触分解流出物と前記蒸気分解流出物とを合流させることをさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 第1の分離器を用いて前記接触分解流出物からナフサを分離することと、
前記ナフサと前記蒸気分解流出物とを合流させることと、
をさらに含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。 - 供給原料炭化水素を処理するための方法であって、
供給原料炭化水素を低沸点炭化水素留分流と高沸点炭化水素留分流とからなる2つの流れに分離する供給原料炭化水素分離器に、前記供給原料炭化水素流を導入することと、
前記高沸点炭化水素留分流を分解して接触分解流出物流を形成する高過酷度流動接触分解反応器ユニットに、前記高沸点炭化水素留分流を通すことと、
前記低沸点炭化水素留分流を分解して蒸気分解流出物流を形成する蒸気分解装置ユニットに、前記低沸点炭化水素留分流を通すことと、
2つ以上の石油化学製品流を形成するように、前記接触分解流出物流または前記蒸気分解流出物流の一方または両方を分離することと、
を含む、方法。 - 前記供給原料炭化水素流が、原油を含む、請求項12に記載の方法。
- 前記石油化学製品流のうちの1つがブテンを含む、請求項12または13に記載の方法。
- 前記高沸点炭化水素留分を、前記流動接触分解反応器ユニットの上流に位置する水素化処理ユニットに通すことをさらに含み、硫黄含有量、金属含有量、芳香族化合物、または窒素含有量のうちの1つ以上が、前記高沸点炭化水素留分が前記流動接触分解反応器ユニットに導入される前に、前記水素処理ユニット中の前記重質粗留分において減少する、請求項12〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記高過酷度流動接触分解反応器ユニットの上流に位置する水素化処理ユニットに導入される前に、前記高沸点炭化水素留分流を水素流と合流させることをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記高沸点炭化水素留分流と合流させる前記水素流中の水素の少なくとも一部が、それが再循環されるように石油化学製品流からのものである、請求項16に記載の方法。
- 前記供給原料炭化水素が、フラッシングにより、前記低沸点炭化水素留分流と前記高沸点炭化水素留分とに分離される、請求項12〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記低沸点炭化水素留分流の含有物が、400℃以下の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分流の含有物が、少なくとも280℃の沸点を有し、前記高沸点炭化水素留分流の含有物の前記沸点が、前記低沸点炭化水素留分流の含有物の前記沸点よりも高い、請求項12〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 分解される前記高沸点炭化水素留分流が、
少なくとも17重量百万分率の金属、
少なくとも135重量百万分率の硫黄、および
少なくとも50重量百万分率の窒素
のうちの1つ以上を含む、請求項12〜19のいずれか一項に記載の方法。 - 前記接触分解流出物流と前記蒸気分解流出物流とを合流させることをさらに含む、請求項12〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 第1の分離器を用いて前記接触分解流出物からナフサを分離して、ナフサ流を形成することと、
前記ナフサ流と前記蒸気分解流出物流とを合流させることと、
をさらに含む、請求項12〜21のいずれか一項に記載の方法。 - 前記高過酷度流動接触分解反応器ユニットが少なくとも500℃の温度で作動する、請求項1に記載の方法。
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